SE506452C2 - Förfarande och anordning för absorption av zinkånga i smält bly - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 40 506 452 Båda förfarandena lider av nedan angivna olägenheter: - Uppbyggnad av dross i kondensor/absorbator - Dålig effektivitet - Behovet av stora kyl och segringskretsar, vilka är dyrbara att bygga och underhålla - Kvarvarande mängder blydroppar i avgasströmmen ledande till sämre zinkutbyten Ytterligare olägenheter med existerande förfarandeteknik och hur dessa skall löses med föreliggande uppfinning beskrives nedan.

Uppfinningen tillhandahåller principiellt ett förfarande för absorption av zinkånga i smält bly, kännetecknat av att en gas innehållande zinkånga sattes i kontakt med och sedan separeras från en flytande ström av smält bly i en cyklon.

Företrädesvis är cyklonkontaktsteget föregått av ett steg vid vilket det smälta blyet införes i och sättes i kontakt med gasströmmen innehållande zinkånga i en blandningskammare.

I en mera föredragen utföringsform innefattar anläggningen enligt uppfinningen en eldfast infordrad tväröverföring eller avledningsrör med ett utlopp vid botten, vilket öppnas in i blandningskammaren som ansluter sig till en cyklon.

Bly införes i kammaren med en blysprej riktad in i gas- strömmen. Denna sprej ger en dispersion av blydropparna i gasströmmen. Bly kan också införas genom en ytterligare sprej som fullständigt väter väggarna på båda de vertikala sektion- erna innan cyklonen och också i cyklonen själv.

Den vertikala kammaren före cyklonen kan också inrymma en eller flera vallar för statiska blandningselement. Dessa element tjänar inte enbart för att blanda blydropparna och gasen tillsammans utan bryter också upp blydropparna. Denna 10 15 20 25 30 35 506 452 3 verkan orsakar en högre grad av skjuvkrafter och en stor kontaktyta liksom turbulens i båda faserna.

Blandningskolonner inrymmande statiska blandningselement är kända och hänvisning kan exempelvis göras till sådana apparater som beskrives i US-A-4 744 928 från Sulzer Brothers Limited i Schweiz. De statiska blandningselementen i denna utformning är belägna i kammaren på ett sätt som avböjer flödet av den vätska som slås däremot och underlättar därvid blandningseffektiviteten hos gasen och/eller vätskor som PESSEIBI' genOm kamlliâren.

Förutsatt att de statiska blandningselementen ger en effektiv blandning är deras precisa utformning inte kritisk för före- liggande uppfinning.

Det smälta blyet, nu innehållande den absorberade zinken, föres in i ett system för utvinning av den senare liksom för àtercirkulation av smält bly för förnyad absorption. Avgaser- na får passera genom ett konventionellt gasreningssystem.

I bifogade ritningar visar Fig. 1 en schematisk framställning av en föredragen utföringsform av förfarandet enligt föreliggande uppfinning: Fig. la en schematisk framställning av en alternativt före- dragen utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen; och Fig. 2 visar en mera detaljerad föredragen form av komponenterna 2 (delvis), 3 och 4 i Fig. 1.

Konstruktionen och funktionen hos apparaten förstås bättre med hänvisning till Fig. 1 i bifogade ritningar. I denna Fig. 1 representerar den zinkhaltiga gasen från smältning eller slagg avrykningsoperationen och 2 ett eldfast infordrat avledningsrör. En brännare 3 "övergàngsbrännare", är placerad för att bibehålla temperaturen i de undre delarna av det eld- 10 15 20 25 30 35 506 452 4 fasta röret över Zn-Zn0-omvandlingstemperaturen. En blysprej (alternativt ett knippe av blysprejer) 4 riktar smält bly i den vertikala kammaren 5 vilket kan innehålla blandnings- elementen 5a för att förbättra kontakten mellan zinkbärande gas och smält bly.

En cyklon 6 tjänar bàde för kontakt och separation av gas och bly, varvid det senare passerar genom gasreningssystemet 7.

Den zinkrika blyströmmen 8 överföres till pumpsumpen 9 för- sedd med pump 10, vilken leder bly tillbaka till absorptions- systemet. En zink-blyström pumpas från sumpen 9 via linjen 11 till blykylaren 12 och àterför de till sumpen och via linjen lla till blysprejerna 4. Sifferbeteckningarna 13 och 14 representerar ett kylvatteninlopp och utlopp. En liten del av zinkblyet får via ledningen 16 överföras till raffine- rings-behållaren 17, vilken är försedd med ett kylvattenin- lopp l8 och ett utlopp 19. Siffran 20 representerar zinkpro- dukten och 21 en tappränna för att återföra bly till pumpsum- pen 9.

Om man nu går till Fig. la har ledningen 16 i Fig. l er- satts med ledningen l6a från pumpen 10 direkt till raffine- ringsbehållaren 17 och förbipasserande blykylaren 12.

Utföringsformen belyst i Fig. 2 ger ett exempel pà en före- dragen överföringsbrännare och blysprejsats.

Processgas antydd med siffran 39 inkommer vid överdelen och strömmar nedåt genom uppsättningen.

Ett bränsle, såsom propan förförbrännes med syre. Den heta gasen införes tangentiellt i en toroid 30 som tjänar två ändamål. Först fördelas gasen jämnt innan den lämnar bränna- ren och för det andra tjänar den att uppvärma avloppsrörs- kroppen 38. 10 15 20 25 30 35 506 452 5 Siffran 30a antyder ett utloppsrör för varm gas i det cen- trala öppna utrymmet definierat av avloppsrörskroppen 38, varvid gasen lämnar som visas med pilen 33.

De övre och lägre periferiorganen 31 och 32 visas för till- försel av en ström av bly eller zink-bly i strömmar antydda genom pilarna 34 och 35. Siffran 36 antyder närvaro av skivor för att avlägsna virvlar ur strömmen 34 innan denna avböjes nedåt och mot centrum av det öppna området.

En periferiellt stympad kon 37 som sträcker sig nedåt it strömmen gas 39 bildar en utloppsöppning 30a.

Yttemperaturen på insidan av toroiden 30 hàlles runt 1 SOOTL Vidare köres brännaren för att ge en god utloppsgashastighet (18 m/s) av kraftigt reducerande gas (CO/C02 = 10). En nog- grann kontroll av temperaturen för erhållande av goda hastig- heter utan att brännaren blir allt för varm införes också kväve i brännaren.

Avledningsrörskroppen 38 upphettas med brännaren då i annat fall ytan skulle kunna få en temperatur under omvandlings- temperaturen. Den lägre delen av avloppsrörskroppen 38 befinner sig direkt över det område där bly sprutas in i absorbatorn. Följaktligen förlorar dess lägre delar värme genom strålning från blyet.

Gaserna, som lämnar utloppsöppningen 30a, tjänar primärt till att stoppa zink från att diffundera till överkanten av bly- sprejen och orsaka avlagringar. Denna överkant kommer alltid att hållas under omvandlingstemperaturen beroende på blyet i sprejen.

Formen på konen 37 har visat sig vara nödvändig för att ge skydd mot diffusion av processgaser på den kalla kanten i blysprejen. Den höga turbulensen av processgasen förbättrar i hög grad möjligheten till diffusion. 10 15 20 25 30 506 452 6 Den övre blysprejen 34 är utformad för att införa bly i centrum av processgasströmmen. Bly kan införas tangentiellt i huvudledningen omgivande sprejen. Virveln som införes till blyet genom tangentiella inlopp avlägsnas genom skärmar så att blyet införes radiellt men nedåtriktat i process- gasströmmen.

Bly eller zink-bly införes tangentiellt genom en huvudledning 32 omgivande sprejet. Blyet bibehåller sin höga virvelström och när den existerar som sprej och kastas mot väggarna.

Virveln är tillräcklig för att ge en jämn beläggning nedåt på blandningskolonnen.

Såväl införande av bly eller zink-bly i centrum av gas- strömmen och toppsprejen 34 behövs för att bibehålla en tillräckligt hög virvlande bottensprej 35. Utan denna inne-slutning skulle bly från bottensprejen strömma uppåt.

Sprejsystemet är så utformat att stänk uppåt på det eldfasta området och uppåtriktade rörelser från bottensprejen i huvud- sak inte förekommer. Om stänk eller uppåtriktad rörelse inträffar kyls det eldfasta området under omvandlings- temperaturen och avlagringar bildas.

Utloppet från topp- och bottensprejen är så utformat att de är närmare varandra så att det inte förekommer några icke vätta områden på stålytorna.

De principiella fördelarna som nås med de föredragna ut- föringsformerna av föreliggande uppfinning (betecknade "Pasminco“) demonstreras i jämförelse med egenskaperna hos existerande teknik i Tabell 1 nedan. büb 452 .mwmuño wvumu w umwufin mmufifin :mmc«:Euomus|mmH H .m:«Hucm> rE0.næu mwuummws nflmcfinflcwfinmmm Bo æwuwuunfl han mcfiafinæbfieëwfiflnäm mcflcauouusnmmm H .mfififimfio m:«Hu:m>So Hmm Eon nmnmmæfin nu umfiflu mfiñmfiw cm >m uwwøumflz ufiwn uw munen mflflmx :oo mEum> cmfifiwa umumuEomm:«~u:æ>Eo .cm |u5vmu0mEwumm:fiHU:m>E0 um>m cuomcwfi ncox fifiww ummmoficw umfifimc mcwcfiuou nun w~ou:«smmm « :mumccwunmwcwmnm>© .usumuwmfiwu |w@c«uwcfluumH umucm æfin cmuocmfi øfiwz www www» uwmmm mucmfl«> »um Hmwvuæc aus cmm:«:Euouu:|mmH .own mU=øHfl> »um w æfinnxcfln >m umfimu mfim ummøcw nmfiucmzmn cmumfifimnmnmmcfiuwcwuwøu :mflwñ uøumuwmëmu mæn u«> æfinuxcfim ucwfiflnuøu umwuumux ummucw umfiucmnmn cmumH>x|oo:«Emøm .ummcwcßuocm mxflflo w>u M m:um:ofiuxc:wH>x\mc«umc«uwmu umumummwm cwmcficfiuouusnoucfismmm .coflumummmmmuumuxvmcæv flfifiu uxæfiwfiflfiu cflm um» mcuoxflcxwu muucm wu v«>um> _:wmmm :mun øcummmoufl næfin mnmnmmmm uum mmm w cofixæo cm umu:m>cm :mxcmummcflcuumm>m|oo:fiEwmm .mxmuw> zoo mmm cmfifimä uxmvcox ucwfi |:nuøu :oo mvcmuwxm mumfi umxuæfi Hmm cmumumnuomnm >m mcflcšuouufluoocfiäwwm mcwcvcmum |>m :mv umxmmuo cwm«Hcm> HOUW MOUM HHwnw==««ou »mms wa wøflmoumn Hfiwøuxm fiw HOQW HOPW Uflflwflflfiflfim meE>uu:>Høm uvH0:w>ømc >m cofiuxsuwu æom ßm«»>w mv Hfifiu munmfifimz |»w« M pofipxøvw» »Qß cmmcflcnuomxmfiuoum >< mmm Hfiflu mucmfifiwsuwu « won :oo mwfi Hfifiu wucmfiflwznmu w s>Hø> M cofiuxøumu *om cmmcflcnuomxwfiuoum >4 mmoficwmmcflcwuocm umcofiumuomnm \Hom:mUc0x Ufi> umwG«:uumm>m nwnflu >m uxw>HHHB xmfiuoamfiæx \mcfiumwm x@H»o»w»~flH«xw>< xmfiuoumnouxmvcom fimxm WWH M W mmmfifiwmm uwmmxmcumw 506 452 .mcuwuouou wø«u> nun mmm m>wux uumux uuø mm møcwouws ocwcxøununu ms ooß uuumux mama: man :wm:«:Eu0uuø|mmH | mom mma mmm mcficxøununwvwmux .umæfin mH>x uum mmm mccmummmu uoum cm wmuwwcfi nwfifiwc mucfl _Umn>Hn u oom mucfl uomwc wucfl uwU:w>:m oocflämmm I mmm mwfiuumz mma uxH> .uwñämu umcmfl >m Hmu mm«> cm unfifimmmmfl mcflc mcflflñmwmmø nâuowus w.o0cfiEwmm >m cmxum>:oHx>u cwmcw cmmcH uommz |wEEønmumD .coflumummmmmuumux nøocæv uwø:m>cø mcnwxficxwu munen mo .mc«umuuw>mm@monU>fin umuwcfiñflfiw m:fiumwuw>n mcficšuouuß m.oo:fiEwmm fl cmxum>coHx>u mæm mmm vmfi uwxoæz nwmmopwæfim .uwvfl>«uxwuuw vmxm cm Hfifiu mums uøøfln m:«umuuw>ßmQmouø>Hn wumwfi zuo mcflcnfiflnwwmfim mcumvmnmi wummfi mo .cwmcwcmmmficm mm xwfiuoum wuøcflñ cm uwuwfififiu Bow fimxm øñšmw >m mc«ccfi>uø mamma cm www cwmcflcøuocflucocflfimmm wuuumn æmm uwv«>fiuxwwww .fi cmuxmucox ø>«uxmwmm anwa :mo wow æom|oæ cmmcflcønomxmfiuouw >< |mmc«c:fi>u:xcHN .uwæfin wmfi mnwuwflxw mamma mmouø :oo mumfiflwnwnæfin mncfi :mmcfl man oocfifimmm .wmxflucm wmouw :oo u>flufimom ufifimfiuwmw wucfi um muuwo .cwmñsw mcflcwcmuw mc«:m:muw>m :ammo :mena M cfl umæfin umñ wmm:w>ø mmmfim |>m mmxmuo umxmmuo |mmcfiuwQHownm\uow _ Mum Eocmm mUcw:mmmH>mmw0uU Hfiflu Umcmmænmmfl Umcmmænmms ncmvcox fl wwomø uxæfiwfififiu :flw umu mwH :oo mxw wumm mflHum>HH< mflHum>HH< umuwcflšfifim >m Umcmmænmmb fimxw ä q uwmfiwcwmw; 506 452 9 Det bör klart förstås att uppfinningen i sina allmänna former inte är begränsad till de specifika detaljer sem ovan anges.

Claims (22)

506 452 10 Patentkrav

1. Förfarande för att absorbera zinkånga i smält bly, vilket förfarande innefattar följande steg: att spruta smält bly in i gasströmmen innehållande zinkånga i en blandningskammare för att bilda en dispersion av smälta blydroppar i strömmen och därvid sätta de smälta blydropparna i kontakt med zinkångan och där blydropparna absorberar zinkångan och att överföra gasströmmen innehållande zinkånga med blydrop- par dispergerade däri till en cyklon, vilken tjänar till att låta bringa gasen i kontakt med blydropparna och att gasen och blyet separeras.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att det smälta blyet också sprutas på väggarna av blandningskammaren för att förhindra omvandling pà de kalla innerytorna av kammaren.

3. Förfarande enligt krav 2, kännetecknat av att de kalla ytorna i huvudområdet där bly införes upphettas över Zn-Zn0- omvandlingstemperaturen.

4. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att sprutningen av smält bly genom ett första sprutorgan med en övre och undre kant och införande av ett buffertskikt av het reduce- rande gas mellan gasen innehållande zinkånga och den övre kanten av sprutorganet.

5. Förfarande enligt krav 2, kännetecknat av att smält bly sprutas mot väggarna i blandningskammaren med en tangentiellt riktad spray och att smält bly sprutas in i strömmen av gas innehållande zinkånga med hjälp av en radiellt riktad spray belägen nära, men uppströms den tangentiellt riktade sprayen, så att den tangentiellt riktade sprayen hindras från att komma i kontakt med de eldfasta ytorna uppströms sprayerna.

6. Förfarande enligt krav l, kännetecknat av att en eller flera vallar av statiska blandningselement är anordnade i 506 452 11 blandningskammaren för att underlätta blandning mellan zink och smält bly.

7. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att en zinkrik blyström från cyklonen föres till en behållare för zink/bly, varvid en av zink/bly-strömmen kyles och en andra del av zink/bly-strömmen recirkuleras till blandningskammaren.»

8. Förfarande enligt krav 7, kännetecknat av att en del av den kylda strömmen överföres till ett zinkseparationssteg.

9. Förfarande enligt krav 8, kännetecknat av att den del av den kylda strömmen som överföres till zinkseparationssteget är en relativt liten del av massflödet av zink/bly i cirkula- tion.

10. Förfarande enligt krav 8, kännetecknat av att en del av zink/bly-strömmen uttages från behållaren och överföres utan kylning till zinkseparationssteget.

ll. Förfarande enligt krav 8, kännetecknat av att zinksepa- rationssteget innefattar en raffineringsanordning.

12. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att gasström- men innehållande zinkånga med droppar av bly fördelade däri får passera nedåt i nämnda blandningskammare.

13. Förfarande enligt krav 4, kännetecknat av att den heta reducerande gasen bildas i en brännare.

14. Förfarande enligt krav 13, kännetecknat av att den: reducerande gasen är kraftigt reducerande.

15. Anordning för absorption av zinkånga i smält bly, känne- tecnad av att den innefattar en blandningskammare och en cyklon i kombination med blandningskammaren, varvid bland- ningskammaren har inloppsorgan för att mottaga en gasström innehållande zinkånga, första sprutorgan för att spruta smält bly in i gasströmmen innehållande zinkånga och andra sprutor- 506 452 12 gan för att spruta smält bly mot innerväggarna i blandnings- kammaren, och en cyklon så placerad att den vid användning av anordningen kan från blandningskammaren mottaga en gasström innehållande zinkànga och droppar av smält bly dispergerade däri.

16. Anordning enligt krav 15, kännetecknad av att inloppet utgöres av en ledning med eldfast infodring med ett utlopp in i blandningskammaren.

17. Anordning enligt krav 16, kännetecknad av att en över- gångsbrännare är anordnad för att, vid användning av anord- ningen, bibehålla temperaturen hos det eldfasta materialet över Zn-ZnO-omvandlingstemperaturen och för att vid använd- ning införa ett skikt av het reducerande gas mellan gasen innehållande zinkànga och en del uppström de första sprutor- ganen.

18. Anordning enligt krav 15, kännetecknad av organ för att leda en zinkrik blyström från cyklonen, organ för att utvinna zink från zink/bly-strömmen och organ för att återföra en del av zink/bly-strömmen till blandningskammaren.

19. Anordning enligt krav 18, kännetecknad av att den om- fattar organ för att kyla en del av zinkblyströmmen.

20. Anordning enligt krav 18, kännetecknad av att den in- nefattar organ för att leda den zinkrika blyströmmen till en sump för zink/bly, organ för att leda en del av zink/bly- strömmen till en raffineringspanna och organ för att återföra zinkutarmat bly från raffineringspannan till sumpen.

21. Anordning enligt krav 20, kännetecknad av att den in- nefattar organ för att återföra kylt zink/bly till sumpen.

22. Anordning enligt krav 15, kännetecknad av att de första sprutanordningarna är belägna nedströms den eldfast infodrade ledningen och uppströms de andra sprutorganen, varvid de 506 452 13 första sprutorgaaen är anordnade för att spruta smält bly radialt in i blandningskammaren.